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第一章 蛋白质化学 一、什么是蛋白质? 蛋白质(protein)是由许多氨基酸(amino acids)通过肽键(peptide bond)相连形成的高分子含氮化合物。 二、蛋白质的生物学重要性 1. 蛋白质是生物 体重要组成成分 分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；细胞的各个部分都含有蛋白质。 含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机分子，占人体干重的45％，某些组织含量更高，例如脾、肺及横纹肌等高达80％。 三、蛋白质的基本单位-氨基酸 （一)氨基酸的结构(通式) 存在自然界中的氨基酸有300余种，但组成人体蛋白质的氨基酸仅有20种(20-22)，且均属 L-氨基酸（甘氨酸除外）。 人类8种必需氨基酸：（人体体内不能自身合成，必须从食物中获得） Met、Val、Lys、Ile、Phe、Leu、Try、Thr 婴儿时期所需: Arg、His 早产儿所需：Try、Cys 1.光吸收 组成蛋白质的20种氨基酸中，Trp、Tyr和 Phe对紫外光有一定的吸收，这是因为它们分子中含有苯环，是苯环的共轭双键造成的，这三个氨基酸的光吸收都在280nm附近。 pI的用途：分离、纯化和鉴定蛋白质制剂、氨基酸制剂，在药物使用上可改变pI方法延长疗效。 当pH＝pI时： （1）带净电＝0，电场上不移动，导电性最小。 （2）溶解度最小，最易沉淀，粘度最小。 3、其它化学性质 烃基化反应（氨基的H原子被烃基取代） 2，4-二硝基氟苯（DNFB或FDNB），称Sanger试剂 苯异硫氰酸酯（PITC），Edman法测序 丹磺酰氯(DNS) 几种生物活性肽 1. 谷胱甘肽(glutathione, GSH) The Molecular Structure of Protein 蛋白质的二级结构类型 α－螺旋结构 β－折叠结构 β-转角 无规卷曲 2）每3.6个氨基酸残基绕成一个螺圈(3600)螺距为0.54nm，每个氨基酸上升0.15nm，肽键平面与中心轴平行. 4)主链原子构成螺旋的主体,侧链在其外部 5）?-螺旋是蛋白质中最常见，含量最丰富的二级结构。 6) Pro的N上缺少H，不能形成氢键，经常出现在α-螺旋的端头，它改变多肽链的方向并终止螺旋。 ?-折叠的特点： ①在?-折叠中，?-碳原子总是处于折叠的角上，氨基酸的R基团处于折叠的棱角上并与棱角垂直，两个氨基酸之间的轴心距为0.35nm. ② ?-折叠结构的氢键主要是由两条肽链之间形成的；也可以在同一肽链的不同部分之间形成。几乎所有肽键都参与链内氢键的交联，氢键与链的长轴接近垂直。 ③?-折叠有两种类型。一种为平行式，即所有肽链的N-端都在同一边。另一种为反平行式，即相邻两条肽链的方向相反。 （4）无规则卷曲 没有一定规律的松散肽链结构，但仍是紧密有序的稳定结构，通过主链间及主链与侧链间氢键维持其构象。 常见于球状蛋白质分子中，在其它类型二级结构肽段之间起活节作用，有利于整条肽链盘曲折叠。 酶的活性部位和其它蛋白质的功能部位。 超二级结构和结构域 （１）超二级结构 　　　是指若干相邻的二级结构中的构象单元彼此相互作用，形成有规则的，在空间上能辨认的二级结构组合体。是蛋白质二级结构至三级结构层次的一种过渡态构象层次。 　（2) 结构域：三级结构的局部折叠区，一条多肽链在这个域范围内来回折叠，与相邻的域常以一个或两个多肽片段连结 ，是空间上能辨认的三维实体，具有特殊的功能,多为蛋白质的活性部位。例如可以结合小分子等。每个结构域含有1～3个配体的结合部位。 2、特点 （1）三级结构是球状或椭圆状蛋白质； （2）可形成亲水表面和疏水内核，表面也可 有些“沟”“穴” 四、蛋白质的四级结构 1、定义 指几个各具独立三级结构的多肽链之 间的相互集结，并以特定的方式接触， 排列形成更高层次的大分子空间构象。 亚基（subunit)---在蛋白质的四级结构中，每个各具独立三级结构的多肽链称为亚基。亚基单独存在不具有生物活性。 2、特点 ⑴ 在具有四级结构蛋白质中，亚基单独存在无活性。 ⑵ 不是所有的蛋白质都具有四级结构，有些蛋白质只有三级结构也有生物活性 ⑶ 亚基间以次级键相连（盐键为主）。 3、例 Hb 第三节 蛋白质结构与功能的关系 一、蛋白质一级结构与功能的关系 1.种属差异 2.分子病 二、空间结构和功能的关系 1、特定的功能，特定的构象 构象改变，功能改变 2、以血红蛋白为例 血红蛋白的结构与功能 （1）血红蛋白的结构特点： a.是四个亚基的寡聚蛋白，574个AA残基，分子量65000 b.成人